物理学家发现新的磁电效应

一种特殊的材料被发现,其示出了令人惊讶的新效果:它的电特性可以用磁场来控制。这种效应的作品比平常完全不同。它可以在一个高度敏感的方式进行控制。

一种特殊的材料,研究了它,乍一看,无磁电效应将在所有预期。但是,仔细的实验​​现在已经证明,效果可在这种材料可以观察到,它仅比平常完全不同。它可以在一个高度敏感的方式进行控制:即使在磁场的方向上小的变化可以切换材料的电特性,以完全不同的状态。

对称性控制耦合

“无论晶体的电性能和磁性能耦合或不依赖于晶体的内部对称性”,从固体物理在TU维也纳研究所安德烈皮梅诺夫教授说。 “如果晶体具有高度的对称性,例如,如果晶体的一侧是完全的另一侧的镜像,那么对于理论原因就不可能有磁电效应”。

这适用于晶体,目前已被详细研究,所谓的硅酸镧镓制成镧,镓,硅和氧的,掺杂有钬原子。 “晶体结构是非常匀称,它实际上应该不会允许任何磁电效应。而在弱磁场的情况下,确实是有没有与晶体的电性能连接任何,”安德烈说皮梅诺夫。 “但是,如果我们增加磁场强度,显着的事情发生了:钬原子改变他们的量子态,并获得磁矩这打破晶体的内部对称。”

从一个纯粹的几何点,晶体仍然是对称的,但原子的磁性,必须考虑为好,这是打破对称。因此,晶体的极化可以用磁场来改变。 “偏振是当晶体在正电荷和负电荷被移位了一点点,相对于彼此,”皮梅诺夫解释。 “这将是很容易实现与电场,但是由于磁电效应,这也是可能的使用磁场”。

它没有力量,它的方向

的磁场越强,其对电偏振效应越强。 “偏振和磁场强度之间的关系是近似线性的,这是没有什么异常,”安德烈皮梅诺夫说。 “什么是显着的,然而,就是极化和磁场的方向之间的关系是强非线性的。如果你改变磁场一点点,极化可以完全翻倒的方向。这是一个新的形成的磁电效应,这是以前不知道的“。因此,一个小的旋转可以决定磁场是否可以改变晶体与否的电偏振。

可能性新的存储技术

“磁电效应将发挥各种技术的应用越来越重要的角色,”安德烈说皮梅诺夫。 “在接下来的步骤中,我们会尝试与电场,而不是与磁场变化的电性能变化的磁性特性,在原则上,应在完全相同的方式是不可能的。”

如果成功,这将是将数据存储在固体的有前途的新途径。 “在磁存储器如计算机硬盘,今天磁场都需要,”皮梅诺夫解释。 “它们与磁线圈,这需要相对大量的能量和时间的生成。如果有切换的固态存储器的磁特性与电场,这将是一个突破一个直接的方式。”

资源 Vienna University of Technology. "Physicists discover new magnetoelectric effect." ScienceDaily. ScienceDaily, 14 September 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/09/200914112159.htm>.